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电机（功率在３０ Ｗ以下乃至ｍＷ级），电磁电动机
的效率显著下降，而压电电动机的效率几乎维持不
变。因此从效率考虑，对于微电机而言，作为非电磁
式的压电电动机比电磁式有明显优势。
１９８８年日本东京工业大学黑泽实和上羽贞行
发表论文“行波型超声波电动机的效率”怛Ｊ。利用
摩擦传力模型估算出行波型超声电动机的综合电一
机变换效率，旋转型在５０％～７０％之间，直线型一
般不超过２０％。尽管这是２０年前的研究结论，但
直到现在仍然有指导意义。从公布的产品样本和样
机研究实验数据看，压电旋转型超声波电动机的效
率一般在４０％一５０％，直线型（包括驻波型和表面
波型）则更低一些，一般在１５％以下。
压电直线微电机较为成功的机型是惯性冲击式
驱动器，目前已进入商业化。该类型驱动器主要用
于微型数码相机的光学调焦模块，也有用于相机防
手晃系统的商业应用。但它们需要在锯齿或脉冲方
波的信号下工作，不能发挥共振所特有的高效率特
性。另外，由于保持力过小，其使用范围非常局限。
为改善压电直线微电机的效率，许多学者开展
了研究。
日本庆应大学的前野隆司等提出了一种能减低
传动面摩擦损失的直线超声波电动机高效率驱动设
计方法［３］，设计方柱形振子的振动模态，使第１阶和
第３阶纵向振动固有频率比为１：３，并且使第１阶
纵向振动与第２阶弯曲振动固有频率一致。激发出
振子的这三个模态后可以在振子驱动端产生较理想
的振动轨迹。如图２所示，在与滑块接触的传动区
有一段切向速度保持不变的平台区域，从而较好地
克服了原来正弦信号纵向振动激励时接触区域切向
速度波动大，前滑和后滑严重的缺点，有效降低了摩
擦损耗，使电机效率得以提高。
图２前野开发的直线超声波电动机切向速度和
法向位移随时间变化曲线
日本室兰工业大学的青柳学等，使超声波电动
机振子的结构和振动模式单纯化，利用ＬｉＮｂＯ。单晶
矩形板状振子的各向异性，单相驱动。既非常有利
于微小型化，又避开了利用双模态复合的驻波型超
声波电动机在能量转换上的种种缺点，提高了电机
的机电转换效率Ｍ
ｏ。
此外，我国清华大学的周铁英等把压电陶瓷切
变换能模式用于超声波电动机的驱动，通过利用压
电陶瓷机电耦合较好的ｄ。，模式，提高电机性能，改
善换能效率ｐ１。德国Ｐａｄｅｒｂｏｍ大学的Ｗａｌｌａｓｃｈｅｋ
等把直线型超声波电动机的振子两端都做成驱动
端，同时驱动导轨，使振子两端的振动能量都得到利
用，为提高电机效率提供了一种新方法【６ Ｊ。上海大
学的李朝东等开发了无需振子夹持机构的活塞式和
推杆式压电直线微电机，从而避免了振子的机械振
动波在固定结构处的反射，对于改善效率是有益的
探索‘７＿８１。
但无论如何努力，压电电动机在效率上的提高
是十分有限的。鉴于压电电动机在能量转换效率上
的缺憾，新型换能原理的微电机不断涌现。
利用流体动力作驱动源的功能流体驱动器近年
来发展很快。所谓功能流体就是在施加电场或磁场
时产生射流或发生明显粘度变化的液体。它可以很
方便地构成微小化的简单电机结构，功率密度大。
应用电共役流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ—Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｆｌｕｉｄ：ＥＣＦ）的
ＤＰ—ＲＥ型微电机是其中较新的一种，如图３所示。
它具有高可靠性和节能的优点，在实验室里已实现
了２０％的高效率，经过努力还有望达到４０％的效
率‘９｜。
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图３内径为９ ｍｍ的四层ＤＰ－ＲＥ型ＥＣＦ微电机ｕ叫
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高分子驱动器是能够很好满足微型化和低功耗ｌ
要求的全新概念的驱动器。由于它很好地迎合了当；
今微小型电子机械系统，特别是航天器、机器人中的ｉ
驱动装置的迫切需求¨ｕ而备受期待。最近该驱动｛信
器发展势头迅猛，性能进步很快，正接近于产品ｉ雾
化¨２｜。人们期待高分子驱动器能够代替电磁电动ｉ态
机和压电电动机在人造卫星中执行天线开合、太阳｛域
电池开合机械手操作等信息控制工作。
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电活性纸（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ａｃｔｉｖｅ
Ｐａｐｅｒ）是美国诺福克｛暴
州立大学最近研制出的仿生型挠性驱动器。它具有ｉ鹱
成本低、低电压驱动、输出变形量大、轻、功耗小的特ｉ甭
点¨３｜，发展前景看好。
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２影响效率的主要因素及改善效率的途径
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压电微电机是率先进入实用化的微电机，其他ｉ
类型如高分子（人工肌肉）、功能流体等尚处于开发｛
阶段。因此这里讨论的影响效率的主要因素皆以压
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